基于二維碼技術的地下礦山無軌設備管理系統

郝龍松，王光明，王海林

（山東黃金礦業股份有限公司新城金礦，山東煙臺 261438）

0 引言

二維碼/二維條碼（2-Dimensional Bar Code）是在一維條碼基礎上發展出來的更高級的條碼格式。其創新性的利用水平、垂直兩個方向存儲信息，打破一維條碼僅能在一個方向上表達信息的弊端。二維碼不僅可以存儲一維碼存儲的數字和字母，而且還能存儲漢字、指紋和圖片等信息，編碼范圍廣、數據容量大且具有較強的容錯、糾錯能力。

隨著二維條碼的發展，各研究機構逐漸開發出多種多樣的二維碼編碼格式，其種類不同，則結構以及編寫、讀取方法也存在差異。國際上一般將二維碼分為行排式二維碼和矩陣式二維碼，行排式二維碼（或稱堆疊式二維碼）代表碼制主要有PDF417、MicroPDF417、Code 16K、Code 49 等，矩陣式二維碼代表碼制主要有QR Code、漢信碼Han Xin Code、Code One、Grid Matrix、Data Matrix 等。

目前國內廣泛使用的二維碼通常是指QR Code，如支付寶支付和微信支付，本文中提及的動態二維碼（活碼）即是QR Code。活碼不同于靜態二維碼，是一種二維碼高級形態，碼內存儲短網址即時鏈接至保存在云端的信息。活碼圖案簡單、掃描簡便，可實現一個圖案云端動態更新內容，而且云端可根據需求不斷擴充存儲容量，保障設備管理維護維修更新內容。同時利用二維碼內容編輯器，可設計開發不同場景下的專用適配系統。

1 礦山無軌設備管理存在的問題

（1）線上管理系統薄弱。在多年的設備管理過程中，山東黃金礦業股份有限公司新城金礦形成了一套無軌設備強制維保管理制度，在維保維修過程中全部采用線下手工填報125 h、250 h、500 h 和1000 h 強制維護保養及維修表單等紙質資料，在流轉過程中極易出現丟失、臟污、破損，且受限于司機書寫能力字跡存在潦草難以辨認的情況。而且，所有表單全部需要由專人根據設備型號、維保周期等負責分發、收集及上報，由專人（統計員）統計維修工時、維保項目以及運行時間等相關數據，且需要分析、歸類數據，工作效率低下、人工成本高，亟需開發引入線上管理系統解決傳統管理模式、辦法和手段的落后和過時問題。

（2）無軌設備運維信息零散。現行礦山無軌設備管理系統沒有真正建立起無軌設備全生命周期動態檔案，設備信息及維修、維護保養記錄相對獨立。傳統管理方法無軌設備信息共享程度偏低，紙質檔案資料無法實時讀取、查找調閱困難，無法快速提供調取設備的歷史運維信息，也無法查看設備的實時運維情況。

（3）無軌設備全生命周期管理滯后。礦山無軌設備多是進口設備，固定資產原值大、價值高，管理人員大多關注設備本身，不重視設備維保和預防維修。當前，無軌設備管理應從“面向設備本身”為重點的管理模式轉移到“面向設備使用過程”的管理模式，建立無軌設備全生命周期管理，提升設備使用效率。

2 礦山無軌設備管理系統功能需求分析

針對上述礦山無軌設備在管理中存在的問題，從現階段礦山實際情況出發，本系統應滿足：記錄無軌設備投產、運行、維護、維修以及報廢的全生命周期信息，特別是設備在使用過程中的維修、維保信息，實時記錄統計實時分析，變搶修為預防式維修維護；給管理員和用戶提供及時準確的設備信息，如設備運行信息、操作人員信息以及技術參數等；系統的管理流程簡單實用，操作方式直觀、便捷。

為滿足上述功能需求，結合礦山井下井上網絡部署情況、智能終端配備情況以及操作維修人員技能水平，系統設置管理員、技術人員、維修人員以及操作維保人員4 種角色，其功能如圖1所示。其中，系統管理員具有全部模塊權限，可進行后臺管理、統計報表輸出，系統維修維護；技術人員具有操作維護其分管設備的所有權限；維修人員具有掃碼輸入維修記錄和工時相關權限等；操作維保人員具有掃碼輸入維修維保記錄的相關權限等。

圖1 系統功能模塊

本系統在系統管理模塊功能的支持下，可以實現從設備投產至設備報廢的設備信息、設備核查、維修記錄以及維保記錄的設備管理模塊功能。

3 基于二維碼在線管控技術的系統功能設計及實現

（1）設備信息管理。首先按照地下鏟運機、坑內卡車、鑿巖臺車以及錨桿臺車等車型，由分管技術人員在線為每一臺無軌設備申請認證唯一身份二維碼。技術人員批量導入或創建填寫分管車型固定資產臺賬信息和設備技術參數，由系統為每一臺無軌設備生成相應的無軌設備全生命周期記錄二維碼標簽（圖2）。二維碼標簽尺寸可根據粘貼放置位置大小選擇30 mm×40 mm、30 mm×50 mm、40 mm×60 mm、50 mm×80 mm 或70 mm×100 mm 等尺寸，然后通過標簽打印機或普通打印機打印標簽，塑封或粘貼放置在設備適當位置。機臺操作人員、維修人員進行操作、查詢、維修、維護設備時，可利用智能終端掃描該二維碼標簽，按照相關權限和設備管理要求查看、填寫或維護相關機臺信息。

圖2 無軌設備唯一二維碼標簽

（2）設備核查管理。該模塊記錄系統包含設備名稱、設備編號、序列號、投產日期、機臺長、機臺司機等車輛基本信息（圖3）。根據固定資產清查和設備管理要求，系統可擴充上傳設備操作說明書、維保規定、設備圖紙等相關文件、圖片、音視頻。核查時可直接現場掃描二維碼標簽，將設備當前情況與系統里的設備信息進行對比，確認設備核查狀態。

圖3 無軌設備全生命周期記錄系統

（3）設備維修維保管理。該模塊重點設立了設備維保記錄及設備維修記錄掃碼輸入系統模板（圖4）。每次設備升井強制維保時，維保司機及維修人員可通過智能終端掃碼進入系統，手機在線錄入維保維修項目及內容，全過程在線記錄維保維修過程。同時，為確保維修維保效果，系統默認所有內容為必填項且強制要求人員定位和在線簽名，并且增設技術人員審核通過機制（圖5）。

圖4 設備維保記錄模塊

圖5 設備維保記錄完成效果

（4）二維碼系統通過后臺管理可導出、分析每臺車的維保、維修內容及效果，記錄車輛維保詳單，杜絕設備漏保、漏項及敷衍維保現象。為確保信息安全，該二維碼系統實行礦區1 km 內可掃碼進入和密碼保護雙保險。

4 結束語

采用二維碼在線管控技術的地下礦山無軌設備管理系統，無論在井下還是井上，相關操作管理人員可實時在線登錄系統，即時查看、即時維護、即時管理，真正實現了井下無軌設備管理流程的實時、在線、智能管控。系統實現以來，減少了查件、單據填寫、維保維修記錄簽字等繁瑣手續，提升維保維修效率近10%。提高了設備維保維修追蹤能力及監控保障水平，減少維保維修備品配件損耗，避免設備維保維修漏項、缺項的產生。而且，通過系統管理后臺，可實時在線統計、導出、分析設備管理數據，避免紙張式統計的弊端，有效規避二次錄入、分析以及虛假數據的產生，為可追溯化設備管理提供強有力的技術支持。